基于遥感反演的城市绿地降温效应研究

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:muyi_wang
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随着我国工业化与城镇化进程的加快,城市热环境问题日益,已严重影响城市居民生活的质量。城市绿地作为城市结构的初级生产者,是改善城市热环境、降低城市地表温度的重要因素。因此,随着近年来遥感技术的发展与人们对生态环境的密切关注,城市降温备受重视,城市绿地在城市环境中的降温效应也日益成为研究的热点与重点。  广州市作为全国城市化率最高的省会城市,城市下垫面变化极大,其城区温度已普遍高于郊区,城市热环境现象显著。本文选取广州市行政辖区范围内的白云区和花都区为研究区,以2008年12月1日、2009年11月2日、2011年6月1日三期LandsatTM遥感影像为主要数据源,基于线性光谱混合模型提取研究区城市绿地,应用覃志豪单窗算法反演研究区地表温度。最后将NDVI作为城市绿地的指标,分析NDVI与地表温度的关系,研究城市绿地的降温效应。主要结论如下:  (1)目前,用于城市地物分类与绿地提取的方法有很多,但多未对影像混合像元进行分解,故其分类精度还有较大幅度的提升空间。本文研究主要数据为中分辨率影像的Landsat TM影像,混合像元现象尤为明显。故本文基于线性光谱混合模型对TM影像进行混合像元分解后对研究区地物进行了SAM分类,比较传统最大似然分类后,发现SAM分类具有更好的地物分类、城市绿地提取精度。说明线性光谱混合模型能有效分解混合像元、提高影像地物分类精度。  (2)应用传感器设定参数及影像获取时间时的大气实测数据,选用覃志豪单窗算法反演预处理后的全景TM影像地表温度,经气象站实测数据评价后发现反演结果具有较高精度(2011年、2009年、2008年三期影像反演误差分别为:1.05℃、0.74℃、1.03℃),满足研究需求。说明单窗算法可以很好的反演TM影像地表温度。  (3)基于城市绿地分类图,选取38个面积为60 km×60 km的城市绿地与非绿地(不含水体)样本区(各19个),分别统计其平均地表温度,发现城市绿地样区内平均温度普遍低于非绿地样区平均温度。并通过研究NDVI与地表温度两者的相关性,发现绿地NDVI与地表温度具有较强负相关关系,而非绿地NDVI与地表温度呈现较强的正相关关系。说明城市绿地具有较好的降温效应。  (4)通过对比夏冬两季城市绿地的降温效应,认为城市绿地在夏季的降温效应显著优于冬季。而不同城市绿地斑块面积及形状存在不同的降温效应,当绿地面积在0~9 hm2时,城市绿地的降温效应显著,而大于9 hm2之后降温开始减缓,甚至到13 hm2后降温效应趋于平稳,达到最大降温效应;城市绿地斑块形状越复杂则表现出越好的降温效应,但值得注意的是,当绿地形状复杂度达到一定程度后,其降温效应出现平缓现象。
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